Ficha de avaliação de Biologia e Geologia 11.º Ano de Escolaridade Duração da Prova: 2 segmentos letivos Nas respostas aos itens de escolha múltipla, selecione a opção correta. Escreva, na folha de respostas, o número do item e a letra que identifica a opção escolhida. Grupo I A questão sobre quais os peixes vivos mais próximos do primeiro peixe que “caminhou” no meio terrestre tem despertado a curiosidade de muitos investigadores. As melhores hipóteses residem nos peixes pulmonados e no celacanto. A maioria das análises filogenéticas realizadas em investigações baseadas na análise de sequências de DNA de tamanhos que variam entre o pequeno e o médio (isto é, variando de 1 a 43 genes) apoiavam a hipótese de que os peixes pulmonados constituíam o taxon mais próximo dos vertebrados terrestres. No entanto, os dados estatísticos não eram suficientemente fortes para que fosse rejeitada a outra hipótese que defende que os peixes pulmonados e os celacantos estão igualmente relacionados com os tetrápodes. Para responder a esta questão, os cientistas analisaram sequências de RNA a partir de amostras de vários órgãos da espécie do peixe pulmonado do oeste de África, Protopterus annectens, e comparam estes dados com um conjunto de 251 genes de 21 espécies de vertebrados mandibulados. A árvore filogenética da figura 1 foi elaborada tendo em conta os resultados obtidos. Adaptado de Público, 18-04-2013
Fig. 1. Árvore filogenética da evolução dos tetrápodes tendo como raiz os peixes cartilagíneos.
1. A análise da árvore filogenética representada na figura 1 permite inferir que (A) o celacanto e o peixe pulmonado apresentam mais diferenças nas sequências do RNA do que o lagarto e o elefante. (B) o galo e o peru apresentam menos diferenças nas sequências de RNA do que o lagarto e o tentilhão zebra. (C) o galo e o peru apresentam mais diferenças nas sequências de RNA do que o lagarto e o tentilhão zebra. (D) o celacanto e o peixe pulmonado apresentam menos diferenças nas sequências do RNA do que o galo e o peru.
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2. A árvore filogenética representada na figura 1 foi construída com dados (A) citológicos, sendo um sistema natural e vertical. (B) citológicos, sendo um sistema natural e horizontal. (C) bioquímicos, sendo um sistema racional e vertical. (D) bioquímicos, sendo um sistema racional e horizontal. 3. De acordo com as regras de nomenclatura, a designação científica do peixe pulmonado, Protopterus annectens, corresponde à categoria taxonómica (A) família e a segunda palavra corresponde ao nome do género. (B) espécie e a segunda palavra corresponde ao nome do género. (C) família e a segunda palavra designa-se por epíteto específico. (D) espécie e a segunda palavra corresponde ao restritivo específico. 4. A poiquilotermia que se observa nos peixes é uma característica (A) presente nos indivíduos de um grupo e presentes no ancestral desse grupo. (B) presente em alguns indivíduos de um grupo, como resultado de uma separação do ramo. (C) presente nos indivíduos de um grupo e que não está presente no ancestral desse grupo. (D) presente em todos os indivíduos de um grupo, como resultado de um ancestral comum. 5. Considerando o sistema de classificação de Whittaker modificado, o celacanto e o galo são seres eucariontes (A) que ocupam diferente posição nos ecossistemas. (B) com o mesmo tipo de organização estrutural. (C) com diferente tipo de organização estrutural. (D) com diferente modo de nutrição. 6. As barbatanas do celacanto e do golfinho correspondem a estruturas ______, uma vez que resultaram de pressões seletivas ______. (A) análogas (…) convergentes (B) análogas (…) divergentes (C) homólogas (…) divergentes (D) homólogas (…) convergentes 7. De acordo com a investigação realizada, explique o que os resultados permitem concluir acerca da proximidade filogenética dos tetrápodes relativamente aos peixes pulmonados e aos celacantos.
Grupo II Como seriam as proteínas dos seres que povoavam a Terra quando a vida tinha acabado de surgir? E como evoluíram essas proteínas até hoje? Para responder a estas duas questões, a equipa internacional de Raul Perez-Jimenez, da Universidade de Columbia, em Nova Iorque, e Jose Sanchez-Ruiz, da Faculdade de Ciências da Universidade de Granada, estudaram uma enzima, denominada tioredoxina, que existe nas espécies dos três domínios da árvore da vida: Bacteria, Eukarya e Archaea (seres unicelulares sem núcleo, mas que divergem das bactérias). A tioredoxina funciona como antioxidante e entra em diversas funções celulares. A função desta enzima é essencial para as células e é natural que exista nos mais variados organismos que hoje povoam a Terra, indicando que terá surgido numa altura inicial da história da vida. Adaptado de Público, 09-08-2013
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Metodologia: 1) Comparação da tioredoxina em 200 espécies diferentes dos domínios Bacteria, Eukarya e Archaea; 2) Análise dos aminoácidos mais importantes que definem a estrutura da enzima, através de técnicas de eletroforese. 3) Contrução de uma árvore filogenética. Estudos filogenéticos permitiram encontrar a estrutura mais provável desta enzima produzida pelo antepassado mais recente comum aos animais e fungos. Depois, encontraram a estrutura da enzima do antepassado mais recente de todos os eucariontes e, por fim, a do antepassado mais recente de todos os seres vivos. 4) Inserção, nos genomas de bactérias, de vários genes que codificam algumas das versões antigas da tioredoxina para serem sintetizados. Assim, foi possível “recriar” as proteínas pré-câmbricas e evidenciar a estrutura tridimensional, provando que eram enzimas funcionais. A análise da estrutura das enzimas foi efetuada com recurso à cristalografia por raios X. Resultados:
LBCA – último ancestral comum das Bacteria. LACA – último ancestral comum de Archaea. AECA – último ancestral comum de Archaea e Eukarya. LECA – último ancestral comum de Eukarya. LAFCA – último ancestral comum de fungos e animais.
Fig. 2. Filogenia das proteínas.
LPBCA – último ancestral comum de cianobactérias e grupos termófilos. LGPCA – último ancestral comum de Proteobacteria.
Fig. 3. Alterações no tamanho da hélice em tioredoxina (resíduos em a.a.) ao longo do tempo a partir das proteínas pré-câmbricas.
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1. A diferenças entre as proteínas estudadas reside no (A) tipo de ligações químicas. (B) número de aminoácidos. (C) número de polipeptídeos. (D) tipo de bases azotadas presentes. 2. A investigação realizada permite inferir que a tioredoxina de LPBCA apresenta (A) menos aminoácidos comuns com LGPCA do que com LECA. (B) mais aminoácidos comuns com LGPCA do que com LECA. (C) a mesma sequência de aminoácidos que LBCA. (D) a mesma sequência de aminoácidos que LUCA. 3. O tamanho da hélice em tioredoxina (A) manteve-se constante ao longo do tempo. (B) apresenta diferenças significativas em Bacteria. (C) apresenta diferenças significativas entre AECA e LECA. (D) diminui entre LACA e LECA. 4. Para a obtenção das proteínas, foi necessário recorrer a uma técnica em que (A) se inserem as proteínas no material genético principal das bactérias. (B) se recorre ao processo de conjugação bacteriana. (C) se inserem os genes das proteínas no plasmídeo bacteriano. (D) se inserem fagos para a produção das proteínas. 5. O aumento do comprimento da hélice da tioredoxina corresponde a uma característica (A) ancestral e encontra-se em todas as tioredoxinas. (B) ancestral e encontra-se apenas nas tioredoxinas mais recentes. (C) derivada e encontra-se em todas as tioredoxinas. (D) derivada e encontra-se apenas nas tioredoxinas mais recentes. 6. A técnica utilizada para o estudo da funcionalidade das proteínas foi a (A) eletroforese, porque permite conhecer a composição qualitativa em aminoácidos. (B) eletroforese, porque permite conhecer a composição quantitativa em aminoácidos. (C) cristalografia por raios X, porque permite ver a estrutura terciária da proteína. (D) cristalografia por raios X, porque permite ver a estrutura primária da proteína. 7. O Domínio Eukarya inclui os reinos (A) Monera, Plantae, Fungi e Animalia. (B) Monera, Plantae, Protista e Animalia. (C) Plantae, Fungi, Animalia e Protista. (D) Monera, Protista, Fungi e Animalia. 8. São exemplos de organismos pertencentes ao Domínio Archaea as (A) amibas e paramécias. (B) microalgas ou macroalgas. (C) leveduras. (D) bactérias halófilas. 9. Os resultados obtidos evidenciaram que as primeiras tioredoxinas suportavam temperaturas 25 graus mais altas do que a tioredoxina humana, assim como valores de pH. Explique o comportamento dessas proteínas, atendendo às condições ambientais.
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Grupo III No presente século, as questões ambientais e, em particular, os riscos derivados das alterações climáticas representam um dos mais sérios desafios para a sustentabilidade humana. No caso da erosão costeira e da eventual subida do nível dos mares, o risco de galgamento oceânico e a ocorrência de inundações costeiras são cenários plausíveis que requerem o desenvolvimento de medidas com vista a salvaguardar as atividades económicas e a segurança das populações. Portugal, com cerca de 950 km de costa continental, grande parte dela formada por zonas de praia ou por falésias de baixa altura, apresenta-se como um caso de estudo especialmente sensível ao problema da erosão e das inundações costeiras. O modelo de desenvolvimento urbano tem privilegiado, não apenas em Portugal como em outros países europeus com frente marítima, a ocupação de zonas costeiras e a consequente concentração de pessoas, atividades e bens sobre a orla do mar. Apesar de uma maior sensibilidade coletiva face às questões ambientais e do desenvolvimento de novas políticas de ordenamento, com incidência específica nas zonas costeiras, prevalecem as situações críticas de erosão, sobretudo em costas arenosas e de maior densidade urbana, como no caso do litoral norte continental português. Tendo como ponto de partida mapas, obtidos a partir de voos efetuados pelo Instituto Geográfico do Exército, foi realizado um estudo sobre a erosão costeira na praia de Cortegaça (distrito de Aveiro). Na imagem da figura 4 foi traçado um perfil de equilíbrio, obtido a partir de modelos matemáticos teóricos, que procura traduzir a forma da praia para um determinado estado de agitação constante e para uma determinada granulometria da areia, e as linhas de costa nos anos de 1958, 1990 e 2004. O gráfico da figura 5 apresenta os resultados das medições efetuadas em vários perfis transversais. Adaptado de http://www.civil.uminho.pt/
Fig 4. Vista aérea da praia de Cortegaça com a representação da evolução da linha de costa entre 1958 e 2004.
Fig 5. Medições efetuadas em diversos perfis transversais ao longo da praia de Cortegaça.
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1. A análise da evolução da linha de costa permitiu concluir que (A) ocorreu uma sedimentação generalizada no período de 1958 a 2004. (B) se verificou uma erosão generalizada no período de 1958 a 2004. (C) foi possível verificar os efeitos produzidos pelas obras de proteção costeira cuja eficiência tem vindo a aumentar. (D) foi possível verificar um avanço da linha de costa. 2. A construção do esporão a meio da praia permitiu (A) aumentar a erosão nesse ponto específico durante algum tempo, mas diminuir a erosão a jusante. (B) diminuir a erosão nesse ponto específico durante algum tempo, mas acelerar a erosão a jusante. (C) diminuir a erosão nesse ponto específico durante algum tempo, mas acelerar a erosão a montante. (D) Aumentar a erosão nesse ponto específico durante algum tempo, mas diminuir a erosão a montante 3. O perfil de equilíbrio da praia está dependente do(a) ______ da velocidade de deposição, tendo como consequência o ______ da linha de costa. (A) aumento (…) avanço (C) diminuição (…) avanço (B) aumento (…) recuo (D) diminuição (…) recuo 4. O principal fator responsável pela erosão costeira e consequente recuo da linha de costa é (A) a diminuição do nível do mar. (B) a degradação antropogénica das estruturas naturais. (C) o aumento da quantidade de sedimentos fornecidos ao litoral. (D) a conservação das dunas. 5. As estruturas naturais de proteção das zonas costeiras são destruídas pelo (A) pisoteio das dunas, que provoca a manutenção do coberto vegetal e dificulta os galgamentos oceânicos. (B) aumento da escorrência, que intensifica os fenómenos de abarrancamento. (C) pisoteio das dunas, que provoca a manutenção do coberto vegetal e facilita os galgamentos oceânicos. (D) diminuição da escorrência, que diminui os fenómenos de abarrancamento. 6. Face ao clima de agitação marítima na região de Cortegaça e à tendência de evolução verificada, deverão ser equacionadas soluções que permitam assegurar a proteção das populações. Essas medidas passam pela (A) construção de esporões, que promovem a deposição de areias a profundidades em que dificilmente são remobilizadas. (B) ocupação da zona costeira, construindo junto à faixa costeira. (C) desocupação da faixa costeira, transferindo para local seguro as construções mais importantes (D) construção de esporões, que promovem a deposição de areias a profundidades em que facilmente são remobilizadas. 7. A sedimentação de areias na faixa litoral pode apresentar várias formas. A restinga corresponde a uma acumulação de areia (A) que liga uma praia a uma ilha. (B) paralela à costa e dela separada por uma laguna. (C) ligada à faixa litoral por uma das extremidades e a outra livre. (D) na faixa litoral.
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8. A elevação do nível do mar pode provocar impactes negativos nas praias arenosas, originando (A) diminuição das taxas de recuo da linha de costa e forte redução da área de praia emersa. (B) aumento das taxas de recuo da linha de costa e forte aumento da área de praia emersa. (C) aumento das taxas de recuo da linha de costa e forte redução da área de praia emersa. (D) diminuição das taxas de recuo da linha de costa e forte aumento da área de praia emersa. 9. A diminuição do fornecimento de sedimentos ao litoral está, na maior parte dos casos, direta ou indiretamente relacionada com as atividades antrópicas. Explique de que forma a diminuição dos sedimentos é um dos fatores que contribuem para a erosão costeira.
Grupo IV A bacia hidrográfica do rio Douro é a maior da Península Ibérica. Da sua área total de 97 682 km2, apenas 19% se situa em Portugal. O curso inferior do rio Douro corre num vale extremamente encaixado, pelo que as vulnerabilidades deste rio às inundações residem nos aglomerados urbanos implantados nas zonas ribeirinhas, facilmente inundáveis. O perfil longitudinal do Douro está representado na figura 5. Para regular o caudal do rio, de forma e evitar a ocorrências de cheias, foram construídas obras hidráulicas com o objetivo de reter água, impedindo-a de chegar ao leito do rio Douro. Alguns investigadores são da opinião de que deveriam ser construídas barragens em todos os afluentes do rio Douro como única forma de controlar o caudal do rio e evitar a ocorrência de cheias. A construção de barragens deve ser fundamentada em estudos, de modo a prevenir o impacte ambiental e as questões económicas das populações afetadas.
Fig 6. Perfil longitudinal do rio Douro. 1. No curso superior do rio Douro ocorre essencialmente (A) transporte de partículas em suspensão. (B) Erosão e diagénese. (C) meteorização e erosão. (D) transporte e sedimentação. 2. Ao longo do percurso do rio Douro, a sua ação erosiva traduz-se em (A) aumento do declive do leito e abertura do vale. (B) aumento do declive do leite e abertura de vales cada vez mais fechados. (C) diminuição do declive do leito e abertura de vale fluvial. (D) diminuição do declive e redução do vale fluvial.
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3. O leito de cheia de um rio forma-se quando (A) a precipitação é escassa, o fluxo do rio diminui e baixa vários metros. (B) os rios principais e os afluentes e efluentes confinam para o mesmo local. (C) a precipitação é muito abundante, o fluxo do rio pode aumentar e subir vários metros. (D) os rios principais e os afluentes e efluentes confinam para locais diferentes. 4. A construção de barragens contribui para o desequilíbrio das bacias hidrográficas, uma vez que (A) aumenta o fornecimento de materiais para o litoral. (B) diminui o transporte de partículas sedimentares para o litoral. (C) promove a acumulação de sedimentos a jusante e a diminuição a montante. (D) promove a acumulação de sedimentos a montante a diminuição dos sedimentos a jusante. 5. A extração de inertes no rio Douro pode provocar (A) aumento na quantidade de sedimentos que chegam à foz de um rio. (B) redução na quantidade de sedimentos que chegam à foz de um rio. (C) aumento da fertilidade de alguns espécies de peixes nos estuários fluviais. (D) aumento da fertilidade de alguns peixes nas zonas de extração. 6. Faça corresponder a cada um das descrições da coluna A um termo da coluna B. Coluna A (a) Corresponde à zona ocupada por uma quantidade menor de água, como acontece, por exemplo, no verão. (b) Linha que une os vários pontos do fundo do leito de um rio, partindo da nascente até à foz. (c) conjunto de todos os cursos de água (rios, regatos, ribeiras…) ligados a um rio principal
Coluna B (1) Perfil transversal (2) Rede hidrográfica (3) Perfil longitudinal (4) Leito aparente (5) Leito menor (6) Bacia hidrográfica
7. Os eventos de instabilidade ocorridos a 22 de dezembro de 2009, em S. Vicente, a 2 de fevereiro, no Funchal, Machico e Santana, e a 20 de fevereiro de 2010, no Funchal, Câmara de Lobos, Ribeira Brava e Santa Cruz, foram antecedidos por precipitações excecionais no contexto da Madeira e provocaram movimentos do tipo fluxos, quedas e escorregamentos, assim como cheias rápidas e inundações urbanas, tendo o evento de 20 de fevereiro registado 49 vítimas mortais. Como consequência destas condições meteorológicas, a ocorrência de fluxos e de escorregamentos, cheias e inundações foi generalizada. A ribeira de S. Vicente, no seu curso médio, saiu do leito, tendo causado inúmeros danos materiais. Um desses fluxos de detritos, originado por escorregamentos superficiais e constituído por detritos vegetais (troncos), solo e rocha, atingiu a localidade da Ribeira Grande, provocando prejuízos consideráveis.
7.1. A ocorrência de escorregamentos superficiais, em larga escala, nos vales da Ribeira Brava e nas zonas altas do Funchal, ______ um fluxo de detritos com materiais ______ que permitiram a remobilização dos materiais de ______ dimensões. (A) dificultaram (…) grossos (…) grandes (B) dificultaram (…) finos (…) grandes (C) desencadearam (…) finos (…) grandes (D) desencadearam (…) grossos (…) pequenas
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7.2. Atendendo à informação presente no texto reconstitua, a sequência temporal dos acontecimentos na ilha da Madeira em 2010. A – Ocorrência de escorregamentos superficiais. B – Transporte de materiais finos para as ribeiras. C – Remobilização dos materiais provenientes das quedas de blocos. D – Precipitação intensa em curto espaço de tempo. E – Aumento da velocidade do agente de transporte. 8. Explique de que forma a elaboração de cartas de risco geológico e de ordenamento do território na ilha da Madeira poderão constituir medidas preventivas dos fluxos de detritos e de minimização dos seus efeitos.
FIM
Cotações Grupo I
Grupo II
Grupo III
Grupo IV
Questão
Cotação
Questão
Cotação
Questão
Cotação
Questão
Cotação
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
5 5 5 5 5 5 10
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
5 5 5 5 5 5 5 5 10
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
5 5 5 5 5 5 5 5 15
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.1. 7.2. 8.
5 5 5 5 5 5 5 5 15
40 pontos
50 pontos
55 pontos
55 pontos
200 pontos
9
